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Radioastronomie: Radioteleskop Spektr-R im All

Die Zehn-Meter-Parabolantenne von Spektr-R
Der Radioastronomiesatellit Spektr-R
Der Radioastronomiesatellit Spektr-R | So sieht der Radioastronomiesatellit Spektr-R nach dem Ausklappen seiner Zehn-Meter-Antenne in der Erdumlaufbahn aus (künstlerische Darstellung).
Einen Meilenstein in der weltraumgestützten Radioastronomie kann die russische Raumfahrtbehörde Roskosmos für sich verbuchen: Am 18. Juli 2011 gelang der Start des Radioteleskops Spektr-R mit einer Zenit-Rakete vom russischen Weltraumbahnhof Baikonur. Das Teleskop wurde in eine stark elliptische Erdumlaufbahn eingeschossen, die von 500 bis 350 000 Kilometer reicht, also rund 90 Prozent der Entfernung der Erde zum Mond. Für einen Umlauf benötigt Spektr-R rund neun Tage. Etwa eine Woche nach dem Start gelang das kritische Aufklappen der wie ein Regenschirm zusammengefalteten Zehn-Meter-Parabolantenne. Das Ziel von Spektr-R ist die Zusammenschaltung seiner Antenne mit erdgebundenen Radioteleskopen zu einem Interferometer mit extrem großer Basislänge.

Schon seit Jahrzehnten werden auf der Erde Radioteleskope über Kontinente hinweg zu Antennenverbünden zusammengeschaltet, um die räumliche Auflösung der Radiobeobachtungen drastisch gegenüber einzelnen Radioteleskopen zu erhöhen. Dies wird als Very Long Baseline Interferometry (VLBI) bezeichnet, also Interferometrie mit sehr großer Basislänge. Allerdings sind diesen Verbünden durch den Durchmesser der Erde natürliche Grenzen gesetzt. Um noch höhere Auflösungen zu erreichen, sind größere Basislängen nötig, so dass man ein Radioteleskop ins All entsenden muss.

Die Zehn-Meter-Parabolantenne von Spektr-R
Die Zehn-Meter-Parabolantenne von Spektr-R | Wie ein Regenschirm zusammengefaltet war für den Start die Zehn-Meter-Parabolantenne des russischen Radioastronomie Spektr-R. Er wurde am 18. Juli 2011 gestartet, die Antenne wurde rund eine Woche danach aufgeklappt.
Wenn Spektr-R bei großem Erdabstand mit erdgebundenen Radioteleskopen zusammengeschaltet wird, lässt sich im optimalen Fall im Frequenzbereich von 18 bis 25 Gigahertz eine Auflösung von bis zu sieben Mikrobogensekunden erreichen. Dies ist einige Tausend mal höher als die Auflösung des Weltraumteleskops Hubble im sichtbaren und infraroten Licht, die zwischen 0,05 und 0,1 Bogensekunden beträgt. Zum Vergleich: Das menschliche Auge erreicht eine maximale Auflösung von rund einer Bogenminute. Vorgesehen als Partner in diesem Interferometer sind unter anderem die 300-Meter-Antenne von Arecibo in Puerto Rico und die 100-Meter-Antenne von Effelsberg in der Eifel.

Spektr-R soll im Verbund Radio-Astron unter anderem Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien untersuchen, wobei die Astronomen hoffen, Details im unmittelbaren Umfeld des Ereignishorizonts auflösen zu können. Eines der ersten Ziele ist die elliptische Riesengalaxie Messier 87 im Sternbild Jungfrau, in deren Zentrum sich ein Schwarzes Loch mit bis zu 6,6 Milliarden Sonnenmassen verbirgt.

Tilmann Althaus

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